SU975666A1 - Suspension for making refractory products - Google Patents

Description

(54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ (54) SUSPENSION TO RECEIVE REFRACTORY

1212

Изобретение относитс  к произвол ,ству огнеупорных и керамических материалов , в частности, получаемых с использованием высокоглиноземистых 90%) водных суспензий.This invention relates to the arbitrariness of refractory and ceramic materials, in particular, obtained using high-alumina 90% aqueous suspensions.

Известно применение водных суспензий глинозема дл  шликерного лить  керагадческих или огнеупорных изделий 1}It is known the use of aqueous suspensions of alumina for slip casting ceragadic or refractory products 1}

Во всех случа х измельчение исходного материала при этом осуществл ют металлическими шарами в металлических мельницах до высокой удельной поверхности 10000-20000 . Это св зано с необходимостью отмывки материала от намола (расход НС1 до 0,5-2,7 л/кг материала). Кроме того , отливки, полученные на основе такого материала, обладают низкой механической прочностью - прочность их при изгибе не превышает 1-3 кг/смIn all cases, the grinding of the source material is carried out with metal balls in metal mills to a high specific surface area of 10,000-20000. This is due to the need to wash the material from the ground (HC1 consumption to 0.5-2.7 l / kg of material). In addition, castings obtained on the basis of such a material have a low mechanical strength - their strength during bending does not exceed 1-3 kg / cm

Вследствие зтого нэ суспензи х высокоглиноземистого состава в жущие свойства не обнаруживают, что не позвол ет использовать их в качестве в жущих систем, например, при Формовании литых огнеупоров зернистого строени  или керамобетонов.Owing to this, ne suspensions of a high-alumina composition do not exhibit stinging properties, which prevents their use as dwelling systems, for example, in the molding of cast refractories of granular structure or porcelain concrete.

Наиболее близкой к изобретению  вл етс  суспензи  дл  получени  ИЗДЕЛИЙClosest to the invention is a suspension for the preparation of products

огнеупорных изделий, включающа  9В98 ,5 мас.% А12.0з и 1,5-2 мас.% добавок сахарозы или мочевиноформаль- дегидной смолы. .Исходный глинозем подвергаиот сухому измельчению до удельной поверхности 13800 , отмывают сол ной кислотой, готов т литейный шликер с рН 2-3 и влажностью 20-40%, на основе которого полу10 чают отливки 23.refractory products comprising 9B98, 5 wt.% A12.0z and 1.5-2 wt.% supplements of sucrose or urea formaldehyde resin. The raw alumina is subjected to dry grinding to a specific surface of 13,800, washed with hydrochloric acid, a foundry slip with a pH of 2–3 and a humidity of 20–40% is prepared, on the basis of which a casting of 23 is obtained.

Однако вводимые добавки, как правило , увеличивгиот в зкость шликеров и понижают плотность отливки и мате15 риала (вследствие выгорани  при спекании ) , так отливки имеют прочность при изгибе 9-20 кг/см . К недостаткам известной суспензии относитс  также высока  усадка в сушке.However, the added additives, as a rule, increase the viscosity of the slips and lower the density of the casting and the material (due to burnout during sintering), so the castings have a flexural strength of 9-20 kg / cm. The disadvantages of the known suspension are also high shrinkage in the drying.

2020

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности отливок при одновременном уменьшении усадки в сушке.The aim of the invention is to increase the strength of castings while reducing shrinkage during drying.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что суспензи  дл  получени  25 огнеупорных изделий, включающа  высокоглиноземистый материал и раствор сол ной кислоты, содержит высокоглиноземистый материал с удельной поверхностью 2500-6000 cMVr и This goal is achieved in that the slurry for producing 25 refractory products, including a high alumina material and a solution of hydrochloric acid, contains a high alumina material with a specific surface area of 2500-6000 cMVr and

30 0,3-2 н.раствор сол ной кислоты при следукицем соотношении компонентов , мае.% S Высокоглиноземистый материал .с удельной поверхностью 25006000 cnVr 75-85 0,3-2 н. раствор сол ной кислоты 15-25 На основе суспензии предлагаемого состава методом суспендировани  получают шликера, из которых метрдом лить  в пористые формы получают отливки, отличапг1иес  значени ми прочности при изгибе после сушки до 50-150 кг/см в зависимости от состава. Такие суспензии в качестве в жущих систем могут примен тьс  при получении зернистых огнеупоров или керамобетонов. Значительные в жущие свойства предложенных составов обусловлены образованием в системе оксихлоридов алк1мини . Содержание и других состав л ющих компонентов твердой фазы обусловлено требовани ми к конечному материалу. Предлагаемые составы суспензий допускают наличие значительного количества различных окислов , вводилых дл  модифицировани  свойств или понижени  температуры спекани  материала (например, TiO. SiO,j, В2., и др.). Добавки же SrO, значительно усиливающие в жущие свойства исходных суспензий, благопри тно в дальнейшем сказываютс  на свойствах материала, увеличива , как правило, его термостойкость и понижа  теглтературу спекани  (особенно в сочетании с TiO) . При использовании высокоглиноземистого материала с удельной поверх ностью, мерее 2500 реакции взаимодействи  между НС 1 и , протекает медленно, мало образуетс оксихлоридов, в результате чего в жущие свойства таких суспензий выражены слабо, а механическа  про ность полуфабриката низка . При использовании материала с удельной поверхностью более 6000 cMVr треб етс  больше раствора ИС1 дл  обесп чени  той же литейной способности полученной суспензии, в результате уменьшаетс  коэффициент упаковки полуфабрикатов, что приводит к рез кому разупрочнению полуфабриката. Исключение намола железа  вл етс  необходимым условием обеспечени  в жупих свойств суспензий потому, что , оседа  на поверхности .частиц окиси алюмини , тем самым предотвращает реакцию взаимодейств НС1, подавл ет образование окси:шоридов и резко ухудшает в жу щие свойства суспензий. При использовании кислоты с концентрацией менее 0,3 н. реакци  образовани  оксихлоридов протекает медленно, что отрицательно сказываетс  на в жущих- свойствах суспензий и прочности полуфабриката. При использовании раствора кислоты с концентрацией более 2 н. наблюдаетс  быстрое образование оксихлоридов алюмини , не обладаюишх в жущими свойствами, что также отрицательно сказываетс  на прочности полуфабриката . При содержании раствора кислоты менее 15% реакци  взаимодействи  НС1 и протекает не до конца, в результате чего образуетс  недостаточно оксихлоридов и в жущие свойства полученных суспензий выражены слабо. При увеличении содержани  раствора кислоты более 25% наблюдаетс  обратное  вление, быстрое протекание реакции с образованием хлоридов , уменьшение в жущих свойств суспензий, уменьшение упаковки полуфабриката и как следствие - уменьшение его прочности. Способ получени  изделий из суспензий предлагаемого состава заключаетс  в следующем: исходный материал - обожженный глинозем или корундовый спек подвергают сухому измельчению в мельнице с неметаллической футеровкой (например, корундовой) и керамическими шарами до удельной поверхности 2500-6000 CMVr. Порошок указанного состава в дальнейшем смешивают с 0,3-2,0 н. раствором кислоты , подвергают механическому перемешиванию не менее 1ч. Полученную суспензию в дальнейшем примен ют дл  лить  или в обычном состо нии или в смеси со средним (до 0,5-2 мм) или крупньгм (до 5-10 мм) заполнителем . Формование можно осуществл ть в зависимости от консистенции формоночной системы в пористых или беспористых формах. Пределы содержани  жидкого и твердого в составе суспензии ограничены требовани ми формуемости системы , определ емой в свою очередь химическим составом, дисперностью твердой фазы. В общем же влажность литейных систем при эхом ниже обычно примен емой и, как правило, не превышает 20%. Пример 1.В качестве исходного материала примен ют спек, полученный обжигом при 1350 с и содер хащий , %: AL2. SrO З; 110,2,5; SiO,j 3, B, 1,5. Сухой помол спека осуществл ют в мельнице с керамической футеровкой до удельной поверхности 2500 CMVr. Состав на основе 82% порошка и 18% 2,0 н. сол ной кислоты подвергают механическому перемешиванию на прот жении 2 ч. Из полученной суспензии в гипсовых формах отливают образцы с размерами 10 iTO- 70 мм. После сушки при 140С показатели предела прочности при изгибе составл ют 80-120 кг/см , После термообработки при 600°С потери при прокаливании образцов (за счет разложени  оксихлоридов) составл ют 1,5-1,8%, но значени  прочности практически не измен ютс  78-118 кг/см2. Усадка отливок при сушке 0,2-0,3%.30 0.3-2 N. hydrochloric acid solution with the following ratio of components, May.% S High-alumina material. With a specific surface of 25006000 cnVr 75-85 0.3-2 N. hydrochloric acid solution 15-25 Based on the suspension of the proposed composition, a slurry is obtained by slurrying, from which the casting is obtained by porta forms into porous molds, which differ in flexural strength values after drying to 50-150 kg / cm, depending on the composition. Such suspensions may be used as gumming systems in the preparation of granular refractories or ceramobetons. Significant adhesion properties of the proposed compositions are due to the formation of oxychlorides alkmini in the system. The content and other constituents of the solid phase are determined by the requirements for the final material. The proposed suspension compositions allow for the presence of a significant amount of various oxides introduced to modify the properties or lower the sintering temperature of the material (for example, TiO. SiO, j, B2., Etc.). The additions of SrO, which significantly enhance the binding properties of the initial suspensions, have a favorable effect on the properties of the material, increasing, as a rule, its heat resistance and lowering the sintering tagluterature (especially in combination with TiO). When using a high-alumina material with a specific surface, at least 2500 the reaction of the interaction between HC 1 and proceeds slowly, little oxychlorides are formed, as a result of which the binding properties of such suspensions are poorly expressed and the mechanical strength of the semi-finished product is low. When using a material with a specific surface area of more than 6000 cMVr, more IC1 solution is required to provide the same casting capacity of the obtained suspension, as a result, the packing ratio of the semi-finished products is reduced, which leads to a drastic weakening of the semi-finished product. The elimination of iron free is a necessary condition for the provision of suspensions in all the properties because it precipitates alumina particles on the surface, thereby preventing the reaction of the HC1 interaction, suppresses the formation of hydroxy: shorids and sharply deteriorates the sticking properties of the suspensions. When using acid with a concentration of less than 0.3 n. The oxychloride formation reaction proceeds slowly, which has a negative effect on the properties of the suspensions and strength of the semi-finished product. When using an acid solution with a concentration of more than 2 n. rapid formation of aluminum oxychlorides is observed, which does not possess toughness properties, which also adversely affects the strength of the semi-finished product. When the content of the acid solution is less than 15%, the reaction of the HC1 interaction does not fully proceed, as a result of which not enough oxychlorides are formed and the binding properties of the suspensions obtained are weakly expressed. With an increase in the acid solution content of more than 25%, a reverse phenomenon is observed, a rapid reaction with the formation of chlorides, a decrease in the suspending properties of the suspensions, a decrease in the packaging of the semifinished product and, as a result, a decrease in its strength. The method of obtaining products from suspensions of the proposed composition is as follows: the raw material, calcined alumina or corundum spec., Is subjected to dry grinding in a mill with non-metallic lining (for example, corundum) and ceramic balls to a specific surface of 2500-6000 CMVr. The powder of the composition further mixed with 0.3-2.0 n. acid solution, subjected to mechanical mixing for at least 1 hour. The resulting suspension is subsequently used for casting either in its normal state or in a mixture with medium (up to 0.5-2 mm) or large (up to 5-10 mm) aggregate. The shaping can be carried out depending on the consistency of the molding system in porous or non-porous forms. The limits of the content of liquid and solid in the composition of the suspension are limited by the requirements of formability of the system, the chemical composition determined in turn, the dispersion of the solid phase. In general, the moisture content of casting systems with an echo below that usually used and, as a rule, does not exceed 20%. Example 1. As a starting material, the spec was obtained, obtained by roasting at 1350 s and containing,%: AL2. SrO G; 110.2.5; SiO, j 3, B, 1.5. The dry grinding of the cake was carried out in a ceramic lined mill to a specific surface of 2500 CMVr. Composition based on 82% powder and 18% 2.0 n. hydrochloric acid is mechanically mixed for 2 hours. Samples with a size of 10 iTO- 70 mm are cast from the resulting suspension in plaster molds. After drying at 140 ° C, the flexural strength index is 80-120 kg / cm. After heat treatment at 600 ° C, the loss on ignition of the samples (due to decomposition of oxychlorides) is 1.5-1.8%, but the strength values are almost 78-118 kg / cm2 vary. Shrinkage of castings during drying of 0.2-0.3%.

П р и м е -р 2. В качестве исходного материала примен ют спек, полученный обжигом при и содержащий , %: 93/ SrO З; ,65 В2.О 1,S. Порошок, полученный помолом в керамической мельнице до удельной поверхности 5000 cMVr, в количестве 75% и 1,5 н. раствор НС1 в количестве 25% смешивают на прот х ении 2 ч. Отливки на основе полученной суспензии обладают прочностью при из.гибе 70 кг/см после комнатной сушки, 81 кг/см2.- при 120С и 76 кг/см - после термообработки при , Усадка отливок при сушке 0,5-0,6%,PRI m e r 2. As the starting material, the spec was obtained, obtained by calcining at and containing,%: 93 / SrO 3; , 65 B2.O 1, S. The powder obtained by grinding in a ceramic mill to a specific surface of 5000 cMVr, in the amount of 75% and 1.5 n. a solution of HC1 in the amount of 25% is mixed for 2 hours. Castings based on the suspension obtained have a strength of 70 kg / cm after bending after room drying, 81 kg / cm2. at 120 ° C and 76 kg / cm after thermal treatment at , Shrinkage of castings during drying 0.5-0.6%,

Пример 3. В качестве исходного материала примен ют глинозем марки ГК (99% ), подвергнутый термообработке при 1500 С и последующему помолу до удельной поверхности 6000 . На основе 80% порошка и 20% 0,3 н. liCl получают суспензии, отливки из которых после сушки при обладают прочностью при изгибе 40-60 кг/см Усадка отливок при сушке 0,6%.Example 3. GK alumina (99%), heat-treated at 1500 ° C and subsequent grinding to a specific surface area of 6000, was used as the starting material. Based on 80% powder and 20% 0.3 n. liCl receive suspensions, castings of which, after drying, have a bending strength of 40-60 kg / cm, shrinkage of castings during drying is 0.6%.

Пример 4.В качестве исиодного мате:риала примен ют спек как в примере 1, помолотый до удельной поверхности 5700 . Дополнительно через раствор ввод т 3% SrO до общего его содержани  6%. При содержании 15% 1,7-(н. ЫС1 и 35% порсшка с содержанием 90% } получают суспензии, отливки из которых после сушки при 120°С облетают прочностью при изгибе 140-160 кг/см. Усадка отливок 0,2-0,3%.Example 4. As an iodine material: rial, a cake was applied as in Example 1, ground to a specific surface of 5700. Additionally, 3% SrO was introduced through the solution to a total content of 6%. With a content of 15% 1.7- (N.N.C1 and 35% powder with a content of 90%}, suspensions are obtained, castings of which, after drying at 120 ° C, are flexing strength 140-160 kg / cm. Shrinkage of castings 0.2- 0.3%.

Во всех рассмотренных случа х пористость полуфабриката, полученного из суспензий, находитс  в пределах 28-36%. На основе указанных суспензий , как в жущих систем, получены образцы огнеупоров зернистого строени  повышенной прочности (заполнитель на основе электрокорунда или муллита).In all the cases considered, the porosity of the semi-finished product obtained from the suspensions is in the range of 28-36%. Samples of refractory granules of increased strength (filler based on electrocorundum or mullite) were obtained on the basis of the specified suspensions, as in the living systems.

В таблице приведены савнительные свойства полуфабрикатов из суспензий известного и предлагаемого составов.The table shows the comparative properties of semi-finished products from suspensions of known and proposed formulations.

Из данных таблицы видно, что механическа  прочность полуфабриката, изготовленного из суспензии предлагаемого состава, в 2-9 раз выие при значительно меньшей усадке при сушке.From the data in the table it can be seen that the mechanical strength of the semi-finished product made from the suspension of the proposed composition is 2–9 times higher with a significantly lower shrinkage during drying.

Использование суспензии предложенного состава позвол ет создать новые и более эффективные типы корундовых и высокоглиноземистых огнеупорных материалов, например керамобетонов . Последние могут примен тьс  в футеровках высокотемпературных тепловых агрегатов, где в насто щее врем  используютс  штучные огнеупоры или набивные массы.The use of a suspension of the proposed composition allows the creation of new and more efficient types of corundum and high alumina refractory materials, for example, ceramobetons. The latter can be used in linings of high-temperature thermal units, where unit refractory materials or printed mass are currently used.

Механическа  прочность при статическом изгибе после сушки при теютературе , кг/см Mechanical strength during static bending after drying in temperature, kg / cm

Усадка отливок при Shrinkage castings at

2-3 сушке, %2-3 drying,%

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Суспензий дл  получени  огнеупорных изделий, включак да  высокоглиноземистый материал и. раствор сол ной кислоты, отличающа с  тем, что, с целью повышени  прочности отливок при одновременномуменьшении усадки в сушке, содержит высокоглиноземистый материал с удельной поверхностью 2500-6000 иSuspensions for refractory products, including high alumina material and. hydrochloric acid solution, characterized in that, in order to increase the strength of castings while simultaneously reducing shrinkage in drying, it contains a high alumina material with a specific surface area of 2500-6000 and 140-160140-160 40-6040-60 8181 80-12080-120 0,2-0,30.2-0.3 0,4-0,60.4-0.6 0,5-0,60.5-0.6 0,2-0,30.2-0.3 0,3-2 н. раствор сол ной кислоты при следующем соотношении компонентов , мае.%:- йлсокоглиноземистый материал с удельной поверхностью0.3-2 n. hydrochloric acid solution in the following ratio of components, wt.%: - ylso-alumina material with a specific surface 2500-6000 см /г 75-85 0,3-2 н. раствор сол ной кислоты15-25 7 Источники информации, прин тые во внимание при ёкспертизе 1. Добровольский А.Г. Шликерное литье. М., Металлурги , 1977, с,-144-156. 975666 . 8 2500-6000 cm / g 75-85 0.3-2 n. hydrochloric acid solution 15-25 7 Sources of information taken into account during examination 1. Dobrovolsky А.G. Slip casting. M., Metallurgists, 1977, p. -144-156. 975666. eight 2.,КукоЛвв Г.В., Кораулов А.Г. о свойствах водных суспензий технического глинозема и рациональных условий ишикерного лить . - Огнеупоры, Металлурги , 1963, 4, с. 168-174 (прототип).2., KukoLvv G.V., Koraulov AG on the properties of aqueous suspensions of technical alumina and rational explosive pouring conditions. - Refractories, Metallurgists, 1963, 4, p. 168-174 (prototype).